Visual Components在核工程設計中的應用

胡朋磊 蘇俊鵬

摘要：針對核工程設計中前期方案溝通階段時間成本高、溝通效率低的問題，本文以某項目為基礎，在Visual Components中建立了三維仿真模型，可以提高溝通效率，減少設計成本，為核工程設計未來的設計思路提供了參考。

關鍵詞：Visual Components， 可視化建模，三維仿真，核工程設計

Key words：Visual components， Visual modeling， Three-dimensional simulation， Nuclear engineering design

0引言

在核工程設計中，工藝設計作為主要組成部分，負責產線布局、節拍計算、人物流組織、立體空間、動態布局、方案交流和工藝設備選型等。工藝專業作為主專業在前期方案設計階段與業主交流最為密切，在前期方案交流階段，由于設計方案隨時改動，時間成本較大，為了提高交流效率、減少時間成本、直觀準確的展示設計方案，可以建立三維仿真模型，動態展示設計方案。

目前，三維仿真模型在設計領域的應用比較廣泛。王益等開發出一種智能變電站仿真三維可視化組件裝配技術，有效的解決了變電站三維仿真系統創建成本高、耗時長、不易擴展等問題。蔣春朗等開發的吊裝仿真系統為雙主吊鉤汽車起重機吊裝仿真提供了真正沉浸式模擬吊裝體驗，顯著改善了吊裝仿真的效果，有效降低了吊裝事故的發生率。范英銘開發了冶金機械模具三維仿真系統經過與傳統冶金機械模具系統對比實驗，驗證了通過冶金機械模具三維仿真系統運行操作，能高效率的完成模具加工任務。

1 Visual Components簡介

Visual Components（簡稱VC）是新一代的數字化工業仿真軟件，是涵蓋3D工藝仿真、裝配仿真、人機協作、物流仿真、機器人仿真、虛擬調試、數字孿生工廠等功能于一體的數字化工業仿真平臺。

VC自帶的Ecat組件庫（網絡組件庫）中，有超過2000多種的成熟組件，并還在不斷更新，這些組件可以輕量 化處理并大大減輕用戶電腦的負擔，且大部分組件都是參數化的組件，可根據布局的不同，通過參數設置可調整 組件的尺寸或其他特性。

3 Visual Components在核工程設計中的應用

在核工程設計中，燃料組件生產線自動化程度較高，且在制造廠房中物流經常采用AGV、自動化傳輸線和起重機轉運的方式，物料在立體空間中實現轉運，傳統的二維圖紙難以直觀、高效地表達出方案設計內容，特別是在與業主溝通過程中，常常因為方案表達不清降低溝通效率，增加時間成本，因此建立燃料組件生產制造廠房的三維仿真模型，通過動態展示設計方案是很有必要的。通過VC軟件建立廠房的三維仿真模型，主要步驟包括建立模型庫、廠房布局和編程等步驟。

3.1模型庫的建立

VC軟件模型庫中自帶多種廠房仿真模型搭建中所需的模型，包括機械臂、吊車、AGV、傳送線、堆垛機等。這些模型是在廠房仿真模型搭建中廣泛使用的通用模型，此外針對核工程項目，工藝設備的設備模型在三維仿真模型的建立過程中起到基礎作用。

建立工藝設備的模型庫，可以選擇在VC軟件中建模模塊中直接建立，也可以選擇在三維建模軟件中建立好三維模型再導進VC軟件中，再在建模模塊中對導入的模型進行編輯保存到模型庫中。由于VC軟件中建模功能比較簡單，只能建立建立簡單的幾何體，因此本文選用外部導入的方式建立工藝設備的模型庫。

3.2廠房布局

在VC中進行燃料組件制造廠房布局可以采用從模型庫中拖拽建模的方式，根據燃料組件的制造工藝流程，從模型庫中將建立好的各個單體模型拖拽至建模界面實現燃料組件制造廠房三維模型的搭建。

3.3編程設置

搭建好廠房的三維模型后，還需對模型進行整體編程實現廠房的動態仿真，VC軟件具有非常友好的編程界面，可以輕松實現人流、物流和設備的仿真動作。

通過動態仿真，設計人員可以根據仿真結果對設計方案進行調整，對方案中不合理的地方及時修改，完善設計方案。同時，在與業主進行方案交流時，可以直觀便捷的展示設計方案，對業主的修改意見可以做到即時響應，大大的提高溝通效率。

4結論

本文首先介紹了三維仿真在工程設計中應用的特點和優勢，以核工程某項目為例，介紹了搭建三維仿真模型的步驟，展現出VC在核工程設計中的前景，為核工程設計未來的設計思路提供參考。

參考文獻：

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